JP4818518B2

JP4818518B2 - 材料端面自動検出方法

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Publication number: JP4818518B2
Application number: JP2001024955A
Authority: JP
Inventors: 光次郎軽部
Original assignee: Nissan Tanaka Corp
Current assignee: Nissan Tanaka Corp
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: JP2002233932A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、材料、例えば溶接する材料を溶接したり、切断加工する材料を溶断加工したりするにあたって、溶接機や溶断機器が加工材料の端面より外れないように走行するため、加工材料の端面を自動的に検出する等の如き、加工材料の端面を自動的に検出する方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼材を切断するガス溶断機、プラズマ溶断機等の工作機械は、一般にプログラムされた数値指令値通り切断するよう数値制御によって走行して、所望する図形に鋼材を切断する方法が行われている。以下、工作機械として溶断機を例示して説明するが、溶接機やロボット等他の工作機械においても同様である。
例えば加工材料は溶断機にプログラムされた座標軸に平行度を保って配置されることが必要である。即ち、溶断機が走行配置されるレール方向をＸ軸として、このレールに直角な方向をＹ軸として、加工材料は、その基準となる基準軸、即ち溶断機のレール方向であるＸ軸と平行になるよう配置することが必要である。
【０００３】
しかしながら、加工材料は搬送されてきて、適宜切断用の定盤に載置され、溶断機とその座標軸が平行に合致するように細密に調整して配置されることはなく、溶断機との座標軸とは無関係な位置に置かれるのが現状である。特に大型の加工材料においては、溶断機の座標軸とは無関係な位置に置かれることが普通である。
【０００４】
そこで、加工材料と溶断機との座標軸を平行にするため、溶断機を数値制御するコンピュータにプログラムされた数値指令に対して、任意の位置に置かれた加工材料の座標軸の溶断機の座標軸に対する平行度によって座標変換することで行われていた。そして、これにより加工材料を溶断機の座標軸と平行になるよう配置する繁雑で労力を要する作業が不必要になった。
【０００５】
然るに、溶断機には切断ノズルと加工材料との距離を一定に保持する機構が具備されている。その原理は切断ノズルと加工材料との距離を電圧に変換し、その電圧が一定となるようにトーチを上下することによって制御するものである。そして、切断ノズルと加工材料との距離を検出するセンサーとしては、エアーセンサ、静電容量式センサ、光電センサ、近接スイッチ、及びレーザ式変位センサ等が使用されている。なお、本発明では、切断ノズルと加工材料との距離を検出するセンサーとして静電容量式センサを使用した例について説明するが、他のセンサを使用しても勿論可能である。
【０００６】
このような溶断機を用いた場合、加工材料の溶断機の座標軸に対する平行度を検出する方法は、図４に図示した加工材料の端面検出方法の系統図によって、
加工材料の端面を検出し、これに基づいて加工材料の溶断機の座標軸に対する平行度を測定するものである。
【０００７】
そこで、図４に図示した加工材料の端面検出方法の系統図に従って、加工材料の端面検出方法を説明する。
切断ノズル１は一定の高さを保持して配置されて加工材料Ｍ上を走行される。そして、静電容量式センサ２は切断ノズル１と加工材料Ｍとの距離ｄに比例して電圧を出力する。そして、距離ｄによって静電容量式センサ２から出力する電圧はセンサ増幅器３に入力される。該センサ増幅器３では、入力された電圧を増幅し、溶断機のノズル１と加工材料の距離ｄが所定距離より大きくなるに従って−１Ｖ／ｍｍの割合で変化するように設定されている。又所定距離（Ｃ）より小さくなるに従って＋１Ｖ／ｍｍの割合で変化するようになっている。そして、センサ増幅器３の出力電圧Ｎの範囲は±１０Ｖとしておくと、溶断機のノズル１と加工材料Ｍ間の距離ｄが、センサ増幅器３の出力が０Ｖである基準距離（保持すべき一定距離(Ｃ)）より１０ｍｍ以上離れるとセンサ増幅器３の出力は−１０Ｖに飽和する。
【０００８】
このようにして、センサ増幅器３で増幅された出力電圧Ｎはコンパレータ４に入力される。該コンパレータ４にはしきい値電圧ＫがＤ／Ａコンバータ５を介して入力されていて、前記入力されたセンサ増幅器３からの出力電圧Ｎと特定の状態を確認するため設定された数値である該しきい値電圧Ｋとを比較するもので、センサ増幅器３からの出力電圧Ｎがしきい値電圧Ｋを下回った時は、信号Ｓを発信し加工材料Ｍの端面に到ったものとして端面Ｍ0を検出するものである。
しきい値電圧Ｋは溶断機のノズル１が加工材料Ｍ上に位置する時の静電容量式センサの出力電圧のセンサ増幅器で増幅されて出力される電圧Ｎにもとづいて設定されるものであり、溶断機ノズル１の種類、加工材料Ｍ等によりしきい値電圧Ｋも異なるが、各々のしきい値電圧Ｋを数値制御のプログラムに記憶することにより、しきい値電圧Ｋを容易に設定することが可能である。
【０００９】
このようにして、コンパレータ４で発生した加工材料端面検出信号Ｓは数値制御装置に入力され、該数値制御装置はこの加工材料端面検出信号Ｓが入力された座標を記憶し、この座標を加工材料Ｍの端面Ｍ0とする。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そして、上記した加工材料Ｍの端面Ｍ0の検出に当たっては、切断ノズル１を加工材料Ｍ上の任意の点に位置させて、先ず倣い動作を実行して、好ましい切断ノズル１−加工材料Ｍ間の距離ｄを確定する。ついで、倣い動作を解除して切断ノズル１の高さ一定に保持して、切断ノズル１をＸ（又はＹ）軸方向に移動させる。切断ノズル１が加工材料Ｍの端面Ｍ0上を通過する時に、センサ増幅器３の出力がしきい値より低くなることから、前記コンパレータ４より加工材料端面検出信号Ｓが出力され、その時の信号Ｓの発信位置の座標を加工材料の端面として数値制御装置に記憶する。
【００１１】
然るに、上記した端面の検出方法では、加工材料Ｍの表面が水平方向に対して平行であれば、正しい端面の座標を検出することとなるが、加工材料Ｍが水平方向に傾斜している場合は、切断ノズル１が一定の高さを保持したまま加工材料Ｍの端面検出操作を実行すると、切断ノズル１−加工材料Ｍ間の距離が変わり、
図５に図示する如く、加工材料端面検出信号Ｓが出力されるタイミングがずれることとなる。そのため検出された加工材料の端面の座標が変化することとなっていた。なお図５は、コンパレータ４における、センサ増幅器３の出力の電圧としきい値電圧Ｋの、加工材料の水平方向に対する傾斜による端面での測定時間のずれと、端面検出信号Ｓの発信時間のずれを示すものである。
【００１２】
このような、加工材料Ｍは、加工材料Ｍを切断用定盤上に配置する際に全ての点において水平にすることが困難である。本発明はかかる現状に鑑みなされたものであり、加工材料の溶断機の座標に対する平行度を精度良く検出することを目的とし、その目的達成のため加工材料の端面を、加工材料の水平方向に傾斜を有して配置されていても、精度良く検出する方法と装置を提供することを本発明の課題とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、
請求項１に係わる発明の加工材料の端面検出方法は、加工材料上の任意の点（検出動作開始点）で高さセンサを備えた加工装置を適切な高さに設定し、この高さを一定に保持して加工装置を、Ｘ（又は、Ｙ）軸に沿って移動して加工材料の端面を検出し、ついで加工装置を該端面検出点より先の移動方向に沿って加工材料上を高さセンサの検知に変化を及ばさない程度の最小距離逆送して戻し、その点を新たな検出動作開始点とし、引き続きその点で加工装置高さに設定して、この高さを一定に保持して同様に加工装置をＸ（又は、Ｙ）軸に沿って移動して加工材料の端面を検出して端面座標として加工装置制御装置にプログラムして加工材料の材料端面を自動的に検出する方法としたものである。
請求項２に係わる発明の加工材料の端面検出方法は、イ）加工材料端面検出動作の実行前に、予め加工材料上の任意の点を検出動作開始点として、加工装置を、高さセンサを備えた倣い制御動作を有効に作動せしめて、加工材料と加工装置とのあいだの距離を一定距離に保つよう制御して加工材料上端面方向に一定距離（Ｌ1）移動せしめ、検出動作開始点の加工装置の高さ座標（Ｚ0）と一定距離（Ｌ1）移動後の加工装置の高さ位置座標（Ｚ１）を測定して、加工材料の傾きα＝ｔａｎ^-1［（Ｚ1−Ｚ0）／（Ｌ1）］を求め、（ロ）次いで倣い制御動作を停止して、加工材料端面検出動作を実行にあたり、加工装置の高さ位置を前記位置座標（Ｚ1）を新たな検出動作開始点として、該座標位置（Ｚ1）を保持して加工装置を同一方向の加工材料端面に向けて走行して加工材料の端面を検出し、その時の加工装置の走行距離（Ｌ2）と前記加工材料の傾きとから、加工材料と加工装置との距離を算出し、（ハ）そして、この材料端面での加工装置と加工材料との距離と加工材料端面でのセンサー変化特性より、加工装置−加工材料間に応じた誤差の近似式（又は、特性曲線）を導き、この特性曲線（或いは近似式）から、実際に検出した端面位置の座標を補正するよう加工装置制御装置にプログラムして加工材料の材料端面を自動的に検出する方法としたものである。
請求項３に係わる発明の加工材料の端面検出方法は、請求項１又は請求項２に記載の発明で、加工装置として溶接機又は溶断機に適用した加工材料の材料端面を自動的に検出する方法としたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の材料端面自動検出方法は、加工材料上の任意の点を検出動作開始点として、該点で高さセンサを備えた加工装置を適切な高さに設定し、この高さを一定に保持して加工装置を、Ｘ（又は、Ｙ）軸に沿って移動して加工材料の端面を検出する。ここで検出された端面座標は端面近傍であるが、加工材料に傾斜が存在していると、開始時と、端面検出点とで、切断ノズルと加工材料間の距離が異なることから、図５に示す如き検出時間のずれの発生から、検出される端面座標に誤差が生じる。それ故、ついで加工装置を該端面検出点より先の移動方向に沿って加工材料上を高さセンサの検知に変化を及ばさない程度の最小距離逆送して戻し、その点を新たな検出動作開始点（原点座標）とし、引き続きその点で加工装置高さに設定して、この高さを一定に保持して同様に加工装置をＸ（又は、Ｙ）軸に沿って移動して加工材料の端面を検出して端面座標として加工装置制御装置にプログラムして加工材料の材料端面を自動的に検出する方法としたものである。これにより、検出開始点から端面までの移動量が少なくてすみ、加工材料の傾きによる影響が少なくすることとなって、検出される端面座標の精度が向上するものである。
【００１５】
そして又、別の態様の検出方法として、加工材料端面検出動作を実行する前に、予め加工材料の水平方向に対する傾きを求め、その傾きにより加工材料端面検出動作実行時に、加工装置が加工材料端面を通過する時の加工装置−加工材料間の距離を求め、その距離により検出された加工材料端面の座標を補正するようにした方法である。
【００１６】
即ち、加工材料端面検出動作の実行前に、予め加工材料上の任意の点を検出動作開始点として、高さセンサを備えた加工装置の倣い制御動作を有効に作動せしめて、加工材料と加工装置とのあいだの距離を一定距離に保つよう制御して加工装置を加工材料上端面方向に一定距離（Ｌ1）移動せしめ、検出動作開始点の加工装置の高さ座標（Ｚ0）と一定距離（Ｌ1）移動後の加工装置の高さ位置座標（Ｚ１）を測定して、加工材料の傾きα＝ｔａｎ^-1［（Ｚ1−Ｚ0）／（Ｌ1）］を求める。
【００１７】
引き続き、加工材料端面検出動作の実行にあたって、倣い制御動作を停止して、加工装置の高さ位置を例えば前記位置座標（Ｚ1）を新たな検出動作開始点として、該座標位置を保持して加工装置を同一方向の加工材料端面に向けて走行して加工材料の端面を検出する。その時の加工装置の走行距離（Ｌ2）と前記加工材料の傾きとから、加工材料と加工装置との距離を算出する。
そして、この加工装置の高さと加工材料端面でのセンサー変化特性より加工装置−加工材料間に応じた近似式を導く。（或いは、特性曲線を導出する。）
かくして、この特性曲線（或いは近似式）から、実際に検出した端面位置を補正することで、正しい端面の検出点を精度良く求めるものである。
【００１８】
【実施例】
本発明の材料端面の自動検出方法の実施例について、図面を参照して説明する。なお、実施例は工作機械として高さセンサを備えた溶断機を使用し加工材料を切断加工する方法を例示して説明する。しかし本発明はかかる溶断機のみに限定されるものでなく、倣い加工する工作機械に広く適用することができる。
【００１９】
［実施例１］
図１は、本発明の材料端面の自動検出方法の第１の実施例を説明する工程を示すものである。
（i）先ず図１（ａ）に示す如く、切断ノズルの如き高さセンサを備えた加工装置１を加工材料Ｍ上の任意の位置Ｐで高さｈ1に設定する。
（ii）次いで図１（ｂ）に図示する如く、切断ノズルの如き加工装置１を上記高さを変化せしめることなく一定の高さｈ1を保ってて加工材料Ｍの端面Ｍ0にに向けて走行せしめる。そして、端面Ｍ0に到ると、前記図４に図示した如く、静電容量式の高さセンサ２よりセンサ増幅器３を介して送信される出力電圧Ｎがコンパレータ４でしきい値信号Ｋとの比較でしきい値電圧Ｋより低くなった時点で、端面検出信号を発し、端面Ｍ0の点Ｐtを検出する。
【００２０】
然るに、図１での加工材料Ｍは加工材料Ｍが右上がりの傾斜を有していることから、ここで検出された端面は、切断ノズルの如き加工装置１−加工材料Ｍとの距離ｄは、当初設定時のｄ1に対して、端面Ｍ0での距離ｄ2は、ｄ2＜ｄ1となっていて、より加工材料近くなっていて、当初のｄ2の時の静電容量式の高さセンサ２よりの出力Ｎの値より大きくなり、△ｄが大きくなっていて、その結果、端面Ｍ0での切断ノズルの如き加工装置１−加工材料Ｍ間の距離ｄ2の時のしきい値電圧Ｋに到るまでの時間が、図５に図示する如く、当初の切断ノズルの如き加工装置１−加工材料Ｍ間の距離ｄ1での時より、遅れることとなる。それ故コンパレータ４より端面検出信号の発生も遅れることとなり、かかる遅れは端面Ｍ0の点Ｐtでの座標の誤差Ｅとなる。
【００２１】
（iii）そこで、引き続いて、前記（ii）項により端面検出後、図１（ｃ）に図示する如く、直ちに切断ノズルの如き加工装置１を、先の移動通路に沿って、端面Ｍ0より至近距離で、切断ノズルの如き加工装置１の端面Ｍ0方向への移動で切断ノズルの如き加工装置１−加工材料Ｍ間の距離ｄが変化しない程度の位置Ｐ0に戻す。そしてその位置Ｐ0で再度切断ノズルの如き加工装置１の高さをｈ2に設定する（この時、切断ノズルの如き加工装置１−加工材料Ｍ間の距離ｄ3）。
【００２２】
（iv）続いて、図１（ｄ）に図示する如く、切断ノズルの如き加工装置１の高さをｈ2に一定に保って端面Ｍ0に向けて走行し、端面Ｍ0を前記した如き態様により、コンパレータ４より発する端面検出信号で検出する。
然るに、この場合、端面検出を開始する切断ノズルの如き加工装置１の高さ設定位置Ｐ0が加工材料Ｍの端面Ｍ0の至近距離であるため、切断ノズルの如き加工装置１の端面Ｍ0の点Ｐtまでの移動距離が短く、端面Ｍ0の検出位置である点Ｐtでの切断ノズルの如き加工装置１−加工材料Ｍ間の距離ｄ4は、端面検出を開始する切断ノズルの如き加工装置１の高さ設定位置Ｐ0での切断ノズルの如き加工装置１−加工材料Ｍ間の距離ｄ3との差異△ｄが小さく、従って、前記図５の図示した静電容量式の高さセンサ２からセンサ増幅器３を介してコンパレータ４に入力される電圧Ｎに殆ど差異が無い。従って、これらの電圧Ｎがコンパレータ４でしきい値電圧Ｋに達するまでの時間においてもその差異は殆ど無視し得る程度となり、その加工材料Ｍの端面位置Ｐtの座標は、切断ノズルの如き加工装置１の前記高さ設定位置Ｐ0の座標を基準にすることにより、精度良く検出することが出来、そしてこれを数値制御装置にプログラムしておけばよい。
【００２３】
［実施例２］
本発明の材料端面自動検出方法の別の態様の実施例を実施例２として、図２の工程図を参照して説明する。
（i）先ず図２（ａ）に図示する如く、加工材料Ｍの端面検出動作を実行する前に、加工材料Ｍ上の任意の点Ｐ1を検出動作開始点として、この点Ｐ1上で、切断ノズルの如き高さセンサを備えた加工装置１を、加工材料Ｍとの距離をｄcに設定し、そしてその時の切断ノズルの如き加工装置位置の高さ方向の座標Ｚ0を読みとり記憶する。
【００２４】
（ii）次いで、図２（ｂ）に図示する如く、切断ノズルの如き高さセンサを備えた加工装置１を倣い制御動作を有効に作動せしめて走行するようにして、加工材料Ｍとの距離をｄcを保って、加工材料端面検出動作を実行する移動方向と同一方向に向けて一定の距離Ｌ1を走行せしめる。そしてその位置Ｐ2での切断ノズルの如き加工装置の高さ座標Ｚ1を読みとる。すると切断ノズルの如き加工装置１は、倣い制御によって加工材料好材料Ｍと一定の間隔距離ｄcを保って走行されているので、加工材料Ｍの傾斜の存在で、切断ノズルの如き加工装置１の検出動作開始点Ｐ1の高さ座標Ｚ0と距離Ｌ1を走行した終位置Ｐ2の切断ノズルの如き加工装置１の高さ座標Ｚ1に変化が生じる。
この結果、加工材料Ｍの傾き角度αは、ｔａｎα＝（Ｚ1−Ｚ0）／Ｌ1 より、
α＝ｔａｎ^-1（Ｚ1−Ｚ0）／Ｌ1 で求めることが出来る。
そして、この関係式を数値制御装置にプログラミングする。
【００２５】
（iii）続いて、切断ノズルの如き加工装置１の倣い制御動作を解除して、図２（ｃ）に図示する如く、切断ノズルの如き加工装置１の高さ位置の座標を前記高さ座標Ｚ1にある点Ｐ2を新たに端面検出動作開始点として、加工材料Ｍの端面検出動作を開始する。即ち、加工装置１の高さを前記高さ位置座標Ｚ1の一定に保って、加工装置１を加工材料Ｍ上を端面Ｍ0に向けて水平に走行せしめる。そして加工材料の端面Ｍ0上を通過すると、端面検出信号が出力されて、加工装置１は停止して、端面の位置Ｐ5を検出しその座標を読みとり記憶するとともに、その時の走行距離Ｌ2を測定する。
【００２６】
（iv）この結果、加工装置１が加工材料の端面Ｍ0上を通過する時の加工装置１と加工材料Ｍとの間の距離ｄ5は、加工装置１の高さの位置を座標Ｚ1の一定に保持して走行し、そして加工材料Ｍが水平方向に対してαだけ傾斜していることから、加工装置１が加工材料端面Ｍ0を通過する時の加工装置−加工材料間の距離は、
ｄ５＝ｄｃ−Ｌ２ｔａｎα
となる。そして、この値より、加工材料Ｍの端面位置の座標の傾斜による誤差Ｅは、Ｅ＝Ａ×ｄ５＋Ｂ（ただし、Ａ、Ｂはノズル形状により定まる定数）この位置Ｐ5は加工材料Ｍの傾斜の存在により、実際の座標と誤差Ｅを有するものである。
【００２７】
かくして、加工材料Ｍに傾斜の存在していても、加工材料Ｍの端面Ｍ0の座標は、上記した如く本発明の方法により、補正することができて、これを数値制御装置にプログラミングして置くことにより、正確に端面を検出することが出来る。
そして、加工を開始する位置を決定する必要がある加工装置においては、上記した本発明の方法を使用することにより、自動で検出された加工材料Ｍの端面Ｍ0の座標を基準として、加工開始点を決定することにより、加工開始点を導くための繁雑な操作作業を簡略化することが可能となる。又、加工材料Ｍの端面を数点検出して、加工装置に加工材料の形状を正しく認識せしめることにも利用することが出来る。
なお、上記実施例では、加工装置として溶断機を例示して説明したが、溶接機やロボット等の他の工作機械にも適用することも出来る。又、高さセンサも静電容量式センサに限定されるものでなく、エアセンサ、光電センサ、近接スイッチ及びレーザ式変位センサ等のセンサを適宜選択して使用することができる。
【００２８】
［実験例］
図３に図示した如き傾きαを有する加工材料Ｍを、本発明の材料端面自動検出方法を使用して、加工材料Ｍの傾きと、加工開始点の検出を行った。
先ず、加工材料Ｍ上の任意の点ｐ₀を始点として、切断ノズルの如き加工装置を、その高さを一定に保って−Ｘ軸方向に、端面Ｍ0Xに向け操作して加工材料Ｍの端面Ｍ0Xを検出する操作を行う。そして端面自動検出装置により検出された端面Ｍ0Xの座標ｐ₂（ｘ₂、ｙ₂）を読みとる。
【００２９】
次いで、切断ノズルの如き加工装置を始点ｐ₀に戻し、上記した高さで一定に保って−Ｙ軸方向に、端面Ｍ0Yに向け操作して加工材料Ｍの端面Ｍ0Yを検出する操作を行う。そして検出された端面Ｍ0Yの座標ｐ₃（ｘ₃、ｙ₃）を読みとる。引き続き、切断ノズルの如き加工装置を加工材料の任意の位置ｐ1の上に移動させた後、該任意の位置ｐ₁上より切断ノズルの如き加工装置を、その高さを一定に保って−Ｙ軸方向に走行操作させて、端面Ｍ0Yを検出する操作を行う。そして、この時端面自動検出装置により検出された材料端面Ｍ0Yの座標ｐ₄（ｘ₄、ｙ₄）を読みとる。
【００３０】
上記した実験で得られた、座標ｐ₂、ｐ₃、ｐ₄から加工材料の切断加工プログラムの開始点座標ＯＲＧ（ｘ₀、ｙ₀）は、次の式で演算されて求めることができた。

又、加工材料の傾きαは次の通りにより求められた。

【００３１】
【発明の効果】
本発明の加工材料の端面自動検出方法は上記した如き形態で実施され、以下の如き効果を奏する。
本発明の端面自動検出方法では、傾斜に対する誤差を補正するようにプログラムすることによって、加工材料の傾きの存在にも係わらず、加工材料の端面を常に、精度良く一定に求めることができる。それ故、自動化された加工装置に必要な、加工材料の形状や、加工開始点を正確に認識せしめるために多大の効果を発揮する。しかも、これらの形状や加工開始点を決定する基準となるとなる、加工材料の端面の検出操作が、本発明の自動検出方法により、簡略化されて、作業能率を著しく向上せしめ得る効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の材料端面自動検出方法の第１の実施例を説明する工程図。
【図２】本発明の材料端面自動検出方法の第２の実施例を説明する工程図。
【図３】本発明による加工材料の端面検出法の実験例を説明する加工材料の平面図。
【図４】加工材料の端面検出方法の系統図。
【図５】加工材料の水平方向に対する傾斜による端面での測定時間のずれと、端面検出信号Ｓの発信時間のずれを示すグラフ。
【符号の説明】
１…切断ノズルの如き加工装置、２…静電容量式の高さセンサ、
３…センサ増幅器、４…コンパレータ、５…Ｄ／Ａコンバータ、
Ｍ…加工材料、Ｍ0…加工材料の端面、Ｎ…センサ出力電圧、
Ｋ…しきい値電圧、Ｓ…材料端面検出信号、
ｈ1、ｈ2、ｈ3…切断ノズルの如き加工装置の設定高さ、
ｄ1、ｄ2、ｄ3、ｄ4、ｄ5、ｄc…加工装置と加工材料との距離、
Ｐ、Ｐ0、Ｐ1、Ｐ2、Ｐt、ｐ₀、ｐ₁、ｐ₂、ｐ₃、ｐ₄…加工材料上の切断ノズルの如き加工装置の座標測定位置、Ｅ…端面検出誤差

Claims

加工材料上の任意の点（検出動作開始点）で高さセンサを備えた加工装置を適切な高さに設定し、この高さを一定に保持して加工装置を、Ｘ（又は、Ｙ）軸に沿って移動して加工材料の端面を検出し、ついで加工装置を該端面検出点より先の移動方向に沿って加工材料上を高さセンサの検知に変化を及ばさない程度の最小距離逆送して戻し、その点を新たな検出動作開始点とし、引き続きその点で加工装置高さを設定して、この高さを一定に保持して同様に加工装置をＸ（又は、Ｙ）軸に沿って移動して加工材料の端面を検出して端面座標として加工装置制御装置にプログラムしてなることを特徴とする加工材料の材料端面自動検出方法。
（イ）加工材料端面検出動作の実行前に、予め加工材料上の任意の点を検出動作開始点として、加工装置を、高さセンサを備えた倣い制御動作を有効に作動せしめて、加工材料と加工装置とのあいだの距離を一定距離に保つよう制御して加工材料上端面方向に一定距離（Ｌ1）移動せしめ、検出動作開始点の加工装置の高さ座標（Ｚ0）と一定距離（Ｌ1）移動後の加工装置の高さ位置座標（Ｚ１）を測定して、加工材料の傾きα＝ｔａｎ^-1［（Ｚ1−Ｚ0）／（Ｌ1）］を求め、（ロ）次いで倣い制御動作を停止して、加工材料端面検出動作を実行にあたり、加工装置の高さ位置を前記位置座標（Ｚ1）を新たな検出動作開始点として、該座標位置（Ｚ1）を保持して加工装置を同一方向の加工材料端面に向けて走行して加工材料の端面を検出し、その時の加工装置の走行距離（Ｌ2）と前記加工材料の傾きとから、加工材料と加工装置との距離を算出し、（ハ）そして、この材料端面での加工装置と加工材料との距離と加工材料端面でのセンサー変化特性とにより、加工装置−加工材料間に応じた誤差の近似式（又は、特性曲線）を導き、この特性曲線（或いは近似式）から、実際に検出した端面位置の座標を補正するよう加工装置制御装置にプログラムしてなることを特徴とする加工材料の材料端面自動検出方法。
加工装置が溶接機又は溶断機であることを特徴とする請求項１又は２記載の材料端面自動検出方法。